FI90828B - Metallin uuttamismenetelmä - Google Patents

Description

90828

Metallin uuttamismenetelmä

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää metallin erottamiseksi, joka muodostaa kompleksin 8-hydroksikino-5 liinin kanssa mainittua metallia sisältävässä vesiliuoksessa käsittäen vaiheet (a) saatetaan vesiliuos yhteen nestemäisen tai kiinteän orgaanisen faasin kanssa, joka sisältää uuttavaa ainetta, joka koostuu toisaalta aktiivisesta osasta ollen 10 joko substituoitu 8-hydroksikinoliini tai substituoitujen 8-hydroksikinoliinien seos ja toisaalta mainitun uuttoai-neen valmistuksen sivutuotteista yhteensaattamisen tapahtuessa sellaisessa pH:ssa, että vähintään osa mainitusta metallista siirretään vesiliuoksesta orgaaniseen faasiin, 15 jolloin tuotetaan mainitusta metallista tyhjentynyt vesi-faasi ja orgaaninen faasi kuormitetaan mainitulla metallilla? (b) erotetaan mainitusta metallista tyhjentynyt vesifaasi mainitulla metallilla kuormitetusta faasista; 20 (c) otetaan talteen mainittu metalli kuormitetusta orgaanisesta faasista; ja (d) käytetään uudelleen vaiheessa (a) orgaaninen faasi, joka tyhjennettiin vaiheessa (c).

Tällainen menetelmä on kuvattu seuraavissa viit- 25 teissä: (1) US-A-3 637 711, rekisteröity 25.3.1968, (2) US-A-3 971 843, aikaisin etuoikeuspäivämäärä 12.7.1974, (3) CA-A-1 061 574, etuoikeuspäivämäärä 21.8.1974, 30 (4) US-A-4 102 976, aikaisin etuoikeuspäivämäärä 1.4.1975, (5) GB-A-1 593 289, etuoikeuspäivämäärä 27.9.1976, (6) US-A-4 169 130, etuoikeuspäivämäärä 13.7.1977, (7) "Galliumin saanto Bayer-menetelmällä aluminaat-35 tiliuoksissa neste-neste-uutolla”, A. Levegue ym., Pro- 2 ceedings of the International Solvent Extraction Conference ISEC, 77, Toronto, 9. - 16.9.1977, volyymi 2, s. 439 - 442, (8) US-A-4 241 029, etuoikeuspäivämäärä 15.12.1977, 5 (9) "Germaniumin neste-neste-uutto oksiinijohdan naisten kanssa", pari G. Cote ja D. Bauer, Hydrometallur-gy, 5, 1980, s. 149 - 160, (10) US-A-4 389 379, rekisteröity 15.8.1980, (11) US-A-4 432 951, etuoikeuspäivämäärä 22.6.1981, 10 (12) US-A-4 568 526, rekisteröity 4.1.1982, (13) US-A-4 485 076, etuoikeuspäivämäärä 26.8.1982, (14) US-A-4 559 203, etuoikeuspäivämäärä 26.8.1982, (15) EP-A-143 749, etuoikeuspäivämäärä 29.11.1983, (16) US-A-4 654 145, etuoikeuspäivämäärä 7.6.1084, 15 (17) US-A-4 541 861, rekisteröity 13.9.1984, (18) EP-A-199 905, etuoikeuspäivämäärä 7.3.1985, (19) US-A-4 631 177, rekisteröity 2.7.1985, (20) "Uraanin uutto tuetun nestemembraanin sisältävän liikkuvan kantajan avulla", K. Akiba ym., Talanta, 20 voi. 32, nro 8B, s. 824 - 826, 1985, (21) "Liuotusuutto jalometallien puhdistuksessa", G.P. Demopoulos ym., Journal of Metals, kesäkuu 1986, s. 13 - 17, (22) "Uusi liuotusuuttomenetelmä jalometallien puh-25 distamiseksi", G.P. Demopoulos ym., ISEC -86 International

Solvent Extraction Conference - MUnchen, 11. - 16.9.1986, esipainos voi. II, s. 11-581 - 11-588.

Seuraavat metallit erotetaan vesiliuoksesta: - antimoni liitteessä (4) 30 - kadmium liitteessä (1) - koboltti liitteissä (3) ja (17) - kupari liitteissä (1), (3) ja (17) - gallium liitteissä (2), (5) - (8), (13) - (16), (18) ja (19) 35 - germanium liitteissä (9) - (12) ja (18)

II

90828 3 - kulta liitteissä (16), (21) ja (22) - indium liitteessä (18) - molybdeeni liitteessä (3) - nikkeli liitteessä (17) 5 - palladium liitteissä (16), (21) ja (22) - platina liitteissä (16), (21) ja (22) - uraani liitteessä (20) - sinkki liitteissä (1) ja (3).

Uuttoaine säilytetään nestemäisessä orgaanisessa 10 faasissa liitteissä (1) - (18), (21) ja (22). Se on upotettu sisään tai tuettu orgaanisella faasilla liitteissä (12), (19) ja (20).

Metalli saadaan talteen kuormitetusta orgaanisesta faasista saattamalla jälkimmäinen kosketukseen aineosan-15 poistavan vesiliuoksen tai eluutioliuoksen kanssa liitteissä (1) - (16) ja (18) - (22). Liitteissä (16) ja (17) metalli saadaan talteen kuormitetusta orgaanisesta faasista käsittelemällä jälkimmäistä kaasumaisella pelkisti-mellä.

20 Orgaaninen faasi, joka on tyhjennetty vaiheessa (c), kierrätetään vaiheeseen (a) joko suoraan, kuten esimerkiksi liitteessä (1) tai edeltävän käsittelyn jälkeen, kuten esim. liitteissä (2) ja (11). Tämä edeltävä käsittely koostuu esim. vesipesusta, jos vaihe (c) on suoritettu 25 happamassa liuoksessa (liite 2) tai pesemällä happamalla liuoksella, jos vaihe (c) on suoritettu emäksisessä liuoksessa (liite 11).

Tuote, kaupallisesti rekisteröity tavaramerkillä KELEX 100 Sherex Chemical Companyn toimesta (aikaisemmin 30 Ashland Chemical Co), käytetään uuttoaineena liitteissä (2) - (4), (7), (9) - (12) ja (15) - (21). Ennen vuotta 1976 KELEX 100:n aktiivinen komponentti oli β-alkenyylillä substituoitu 8-hydroksikinoliini, jonka kaava on 4 rgrQi f3 f"3 - CH2 - C - CH2 - C - CH3 N OH CH ch3 CH3 5 CH2 nimeltään 7-[3-(5,5,7,7-tetrametyyli-l-oktenyyli)]-8-hyd-roksikinoliini tai 7-(l-vinyyli-3,3,5,5-tetrametyylihek-syyli)-8-hydroksikinoliini. tuolloin KELEX 100 sisälsi n.

10 77,7 paino-% aktiivista komponenttia ja 3,7 % 8-hydroksi- kinoliinia lopun ollessa KELEX 100:n valmistussivutuot-teita.

Vuodesta 1976 KELEX 100:n aktiivinen komponentti on alkyylisubstituoitu 8-hydroksikinoliini, jonka kaava on 15 - (CH2)2 - CH - (CH2)3 - CH3 OH CH3 C2H5 20 nimeltään 7-(4-etyyli-l-metyylioktyyli)-8-hydroksikinolii-ni. Myöhempi vuoden 1976 KELEX 100 sisältää 82 % aktiivista komponenttia ja 0,5 % 8-hydroksikinoliinia tasapainotuksen ollessa tehty erilaisilla valmistussivutuotteilla (ks. "KELEX 100:n rakenteesta ja koostumuksesta", G.P.

25 Demopoulos ym., Hydrometallurgy, 11. 1983, s. 389 - 396; ks. myös viite (17), kolumni 4, 1. 11-31).

Tuotetta, joka sisältää esi-1976-KELEX 100:n kino-liinin kaavan mukaista substituoitua 8-hydroksikinoliinia, käytetään uuttoaineena viitteessä (1). Oletettavaa on, 30 että tämä tuote on esi-1976-KELEX 100, koska viite (1) on peruspatentti KELEX 100:lie.

Tuotetta, joka sisältää myöhemmän 1975-KELEX 100:n kinoliinin koostumuksen mukaista substituoitua 8-hydroksikinoliinia, käytetään uuttoaineena viitteissä (5) ja 35 (6). Tämän tuotteen alkuperää ei mainita.

li 5 90828

Viitteissä (8), (13) ja (14) ilmoitetaan yleinen kaava, joka käsittää mm. esi-1976-KELEX 100:ssa ja myöhemmässä 1976-KELEX 100:ssa olevat substituoidut 8-hydroksi-kinoliinit.

5 Henkel Corporation kauppaamaa, rekisteröidyltä ta varamerkiltään LIX 26, tuotetta käytetään uuttoaineena viitteissä (11), (16), (18), (21) ja (22). Lix 26:n koostumuksesta on saatavana vain muutamia yksityiskohtia. G.P. Demopouloksen ym. mukaan LIX 26 on 7-substituoitu 8-hyd-10 roksikinoliini, joka sisältää monimutkaisen seoksen haaroittuneita alkyyli-isomeerejä, joilla on yksi tai kaksi tyydyttymätöntä sidosta alkyylipuolen ketjussa, CUH22 ja C12H24 ollessa runsaimmin löydetyt LIX 26:n 8-hydroksiki-noliinin alkylaatit (ks. viite 22). LIX 26:n aktiivinen 15 komponentti on siis seos alkenyyliryhmillä 7-substituoitu-ja 8-hydroksikinoliineja. Ei ole syytä olettaa, että LIX 26:ssa olisi suurempi prosenttimäärä aktiivista komponenttia kuin KELEX 100:ssa.

Kaikissa viitteissä, joissa käytetään KELEX 100:aa 20 ja/tai LIX 26:a, uuttoaineena metallinerotusmenetelmässä, kuten aikaisemmin määriteltiin, reagenssia käytettiin sellaisena kuin se oli saatu valmistajalta, paitsi viitteissä (7) ja (20), joissa KELEX 100 ensin pestiin HCl-liuoksella vapaan 8-hydroksikinoliinin poistamiseksi.

25 Johtopäätös edellä esitetystä on, että on käytetty tai viitattu käytettävän metallinerotusmenetelmässä, kuten aikaisemmin on määritelty, uuttoainetta, jossa aktiivisen komponentin prosentuaalinen määrä on huomattavasti alle 90 %.

30 Menetelmien tekniikan taso on kuvattu viitteissä (1) - (22) ja ainakin yksi seuraavista puutteista esiintyy niissä: uuttoaine hajoaa nopeasti, etenkin kun sen aktiivisella komponentilla on tyydyttymätön sivuketju ja vaihe (a) tai 35 (c) suoritetaan emäksisessä aineessa (ks. viite (5) ja W0 6 82/01 369); vaikka aktiivisella komponentilla on tyydyt-tynyt sivuketju, hajoaminen jää merkittäväksi (ks. viite 6 ) ; metallin siirtyminen vesiliuoksen ja orgaanisen faasin 5 välillä vaiheessa (a) ja kuormitetun orgaanisen faasin ja aineosanpoistavan vesiliuoksen välillä (jos sitä käytetään), vaiheessa (c) tapahtuu hitaasti, varsinkin kun vesiliuos on emäksinen liuos, jollei joko kosketukseen saattamista suoriteta korkeammassa lämpötilassa, kuten viit-10 teissä (1), (2), (10), (11) ja (12) tai jos orgaaninen faasi sisältää erikoislisäaineita, kuten karboksyylihappoja, organosulfaatteja tai organofosforiyhdisteitä, kuten viitteissä (8), (13), (14) ja (15) kinetiikan nostami seksi; 15 kun nestemäistä orgaanista faasia käytetään vaiheessa (a), metallista tyhjentyneen vesiliuoksen erotus metallilla kuormitetusta orgaanisesta faasista eli vaihe (b) on vaikeaa; kun erotetaan Pt (IV) klooriliuoksesta KELEX 100:aa uut-20 toaineena sisältävällä orgaanisella faasilla, on tarpeellista operoida korkeassa lämpötilassa (65 °C) suhteellisen liukenemattoman Kelex-Pt(IV)-kompleksin saostumisen välttämiseksi (ks. viite 22).

Esillä olevan keksinnön tarkoitus on tuoda esille 25 aikaisemmin kuvattu menetelmä, joka välttääa aikaisempien menetelmien haittoja.

Sen vuoksi keksinnön mukaan käytetään uuttoainetta, joka sisältää vähintään 90 paino-% aktiivista komponenttia.

30 On huomattu, että kun käytetään tällaista uuttoai netta, aineen hajoamisnopeus pienenee merkittävästi, uut-to- ja uudelleenuuttokinetiikka paranevat, faasien erotus on helpompaa eikä ole Pt (IV):n kanssa saostumisongelmaa.

On huomautettava, että viitteessä (10), kappaleessa 35 5, rivit 23 - 36, todetaan seuraavaa:

II

7 90828 "Uuttonopeus riippuu uuttoaineen konsentraatiosta ja ger-maniumin konsentraatiosta. Uuttamisen kokonaiskonsentraa-tion määrittämiseksi on tehty kokeita osittain samoilla BoxH-uuttoaineilla ja osittain Ge (IV):11a, mutta eri 5 pHrssa. BoxH-uuttoainekonsentraatio oli 200 g/1 ja Ge (IV):n 1,0 g/1. Ensimmäisellä kerralla pH oli hyvin hapan, koska aine sisälsi 0,5 M H2S04 ja toisella kerralla pH oli 4. Ensimmäisessä kokeessa (kaupallista Kelexiä ja 20 % oktanolia) yli 50 % germaniumia uuttui vain kahden minuu-10 tin jälkeen; toisella kerralla tarvittiin yli 20 minuuttia 50 %:n germaniumin uuttumiseen (Kelex puhdistettuna tislaamalla antaa hitaamman reaktionopeuden)." Tämä kohta vaatii seuraavia kommentteja. Se ei pidä sisällään metallin erotusmenetelmää, jota esillä oleva 15 keksintö koskee; vain osia siitä uuttamistilan toteamiseksi. "Tislaamalla puhdistetun Kelexin" aktiivisen komponentin prosentuaalista määrää ei ilmoiteta. Mainitun "tislaamalla puhdistetun Kelexin" huomattiin antavan hitaamman reaktionopeuden, kun taas patentin hakija huomasi, että 20 reaktionopeus kasvaa, kun käytetään uuttoainetta, jolla on suurempi aktiivisen komponentin sisältö (kuten myöhemmin osoitetaan). Tämä voidaan selittää siten, että Kelexin tislaaminen ei välttämättä johda puhdistuneeseen tuotteeseen, kuten ilmenee artikkelista "Kaupalliset kelaatin 25 muodostavat liuotinuuttamisreagenssit. II. B-alkenyyli-8-hydroksikinoliinin puhdistus ja ominaisuudet", A.W. Ashbrook, Journal of Cromatography, 105 (1975), s. 151 -156 (ks. S. 154 - 5; "Kelex hajoaa ennen kuin se kiehuu... Saatu materiaali voidaan tislata vakuumissa, mutta kompo-30 nenttien erottumista ei saavuteta tällä menetelmällä.") Viitteen (10) yllä oleva kohta ei kuitenkaan koske esillä olevan keksinnön menetelmää.

Uuttoaineena esillä olevan keksinnön menetelmässä käytetään edullisesti standardikuparikuormituskapsiteetil-35 taan vähintään 0,9 g Cu/10 g uuttoainetta, mikä tarkoit- 8 taa, että 1 litra orgaanista faasia, joka valmistettiin 50 g:sta uuttoainetta, 250 ml:sta isodekanolia ja paloöljystä tasapainottajana, voidaan kuormittaa vähintään 4,5 g:lla kuparia, kun saatetaan yhteen kolme kertaa 1 litra 21,6 5 g/1 CuS0A. 5 H20 kuparisulfaattiliuosta, jonka pH on aikai semmin säädetty neljään.

Esillä olevan keksinnön menetelmässä käytettävä uuttoaineen aktiivinen komponentti saa sisältää ainakin yhden substituoiduista 8-hydroksikinoliineista, jonka kaa-10 va tai yleinen kaava on ilmoitettu viitteissä (1) - (22) ja W0 82/01 369. Edullisilla hydroksikinoliineilla on kaava (Q^c„„2ntl

15 OH

jossa n on välillä 5-15. Tyypillinen esimerkki tällaisesta on 7-(4-etyyli-l-metyylioktyyli)-8-hydroksikinoliini 20 eli myöhemmän vuoden 1975 KELEX 100:n aktiivinen komponentti .

Jos nestemäistä orgaanista faasia käytetään vaiheessa (a), silloin samoja liuotusaineita ja muokkaajia ja mahdollisesti samoja reaktioita kiihdyttäviä lisäaineita 25 voidaan käyttää kuin viitteissä (12), (19) ja (20) uut toaineen kiinnittämiseksi tai tukemiseksi huokoisella kiinteällä orgaanisella materiaalilla.

Vesiliuoksen kosketukseen saattaminen orgaanisen faasin kanssa vaiheessa (a) voidaan suorittaa viitteissä 30 (1)-(22) käytetyissä pH-olosuhteissa.

Metalli otetaan talteen kuormitetusta orgaanisesta faasista samoilla menetelmillä kuin on kuvattu viitteissä (1) - (22).

Kaksi tai useampia metalleja voidaan erottaa saman-35 aikaisesti näitä metalleja sisältävästä vesiliuoksesta, n 90828 9 jos vaihe (a) suoritetaan sellaisessa pH:ssa, että ainakin osa jokaisesta näistä metalleista siirtyy vesiliuoksesta orgaaniseen faasiin. Nämä metallit voidaan jälkeenpäin saada erilleen kuormitetusta orgaanisesta faasista, esi-5 merkiksi käyttämällä vaiheessa (c) onnistuneesta uudelleen uuttamisliuoksia, joilla on erilainen pH.

Esillä olevan keksinnön menetelmän edut on kuvattu esimerkeillä, jotka annetaan tuonnempana.

Näissä esimerkeissä on käytetty neljää tyyppiä uut-10 toaineita, joilla on sama aktiivinen komponentti kuin myöhemmällä vuoden 1975 :11a. Nämä neljä uuttoainetta toimitti Schering AG ja niitä kutsutaan tästä lähtien: aine A, aine B, aine C ja aine D.

Aineessa A huomattiin kaasukromatografian avulla 15 olevan 98,1 % aktiivista komponenttia. Sen standardikupa-rikuormituskapasiteetti, joka on myös sen aktiivisen komponentin sisällön mitta, huomattiin olevan 1,04 g Cu/10 g uuttoainetta.

Standardikuparikuormituskapasiteetti määritetään 20 seuraavasti: 1) Valmistetaan orgaaninen faasi, joka sisältää 50 g/1 uuttoainetta, 25 tilavuus-% isodekanolia ja loput Escaid 110:tä (paloöljyä).

2) Orgaaninen faasi pestään 200 g/1 laimennetulla 25 rikkihapolla; orgaanista faasia ravistellaan kaksi minuuttia rikkihappoliuoksella käyttäen orgaaninen faasi/vesi-faasi (0/V) suhdetta 1/1; jokaisen vaiheen jälkeen emulsion annetaan asettua ja faasit erotetaan.

3) Orgaaninen faasi pestään kahdesti demineralisoi-30 dulla vedellä käyttäen kahden minuutin ravisteluaikaa ja O/V-suhdetta 1/1; jokaisen vaiheen jälkeen faasit erotetaan; toisen vaiheen jälkeen orgaaninen faasi sentrifugoi-daan viimeisten vesifaasin jäänteiden erottamiseksi.

4) Orgaaninen faasi saatetaan yhteen kolme kertaa 35 21,6 g/1 CuS04 · 5 H2 O kuparisulfaattiliuoksen kanssa, 10 jonka pH on aikaisemmin säädetty neljään; yhteensaattaminen suoritetaan ravistelemalla kaksi minuuttia 0/V-suhteella 1/1; jokaisen vaiheen jälkeen emulsion annetaan asettua ja faasit erotetaan; kolmannen vaiheen orgaanista 5 faasia sentrifugoidaan 10 minuuttia.

5) 40 ml orgaanista faasia ravistellaan kaksi minuuttia 40 ml:11a 200 g/1 laimennetulla rikkihappoliuok-sella ja sitten seos sentrifugoidaan.

6) Vesifaasin näytteen kuparikonsentraatio määrite- 10 tään.

7) Standardikuparikuormituskapasiteetti orgaaniselle faasille, ilmaistuna g Cu/10 g uuttoainetta, saadaan jakamalla mitattu happamen vesiliuoksen kuparikonsentraatio viidellä (orgaaninen faasi sisältää 50 g/1 uuttoai- 15 netta).

Aineiden B, C ja D aktiivisen komponentin sisältö oli vastaavasti 92 %, 84 % ja 77 % Schering AG:n mukaan. Niiden standardikuparikuormituskapasiteetiksi saatiin vastaavasti 0,97, 0,87 ja 0,79 g Cu/10 g uuttoainetta.

20 Esimerkki 1 Tässä esimerkissä testattiin eri uuttoaineiden ha-joamisnopeutta emäksisissä aineissa.

Kokeet suoritettiin seuraavalla tavalla. 1 litra orgaanista faasia (OF) sisältävää testattavaa uuttoainetta 25 sekoitetaan annettuna aikana 1 litran emäksistä vesiliuosta kanssa orgaanisen faasin ollessa aikaisemmin tehty emäksiseksi saattamalla se kosketukseen kahdeksi minuutiksi emäksisen liuoksen kanssa, jolla on sama koostumus kuin kokeessa käytetyllä liuoksella. Tuodaan seoksen ylle ilmaa 30 nopeudella 12 1/h ja lämpötila pidetään 50 eC:ssa. Kupari-kuormituskapasiteetti määritetään orgaaniselle faasille kokeen alussa ja lopussa. Ennen kuparikuormituskapasiteetin määritystä orgaanista faasia käsitellään 200 g/1 H2S04-liuoksella Na:n ja K:n poistamiseksi ja sitten ve-35 dellä H2S04:n poistamiseksi.

li 11 90828

Seuraavat tulokset saadaan 60 g/i KOH-liuoksella:

Kuparikuormituskapasiteetti g Cu/1 OF

Koe OF-koostumus Alussa 570 h:n Muutos (%) nro til-% jälkeen 5

1 18 , 5 aine D

25 isodekanoli 14,5 12,8 - 11^7 56.5 Escaid 110

2 17,5 aine C

25 isodekanoli 15,2 14,0 - 7,9 57.5 Escaid 110

3 17 aine A

^ 25 isodekanoli 17,7 17,8 0 58 Escaid 110

Seuraavat tulokset saadaan 60 g/1 NaOH-liuoksella:

20 Kuparikuormituskapasiteetti g Cu/1 OF

Koe OF-koostumus Alussa 1 000 h:n Muutos (%) nro til-%__jälkeen

4 9,9 aine C

25 isodekanoli 8,61 6,69 - 22,3 25 61,5 Escaid 110

5 9,9 aine B

25 isodekanoli 9,6 8,82 - 8,1 65,1 Escaid 110 30

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä testataan aineiden B, C ja D kineettistä käyttäytymistä galliumia uuttamalla.

12

Ensimmäisessä kokeessa yksi tilavuusosa emäksistä, 9,9 g/1 Ga ja 57 g/1 NaOH sisältävää galliumliuosta saatetaan kosketukseen kahden tilavuusosan kanssa orgaanista faasia, jossa on 15 tilavuus-% uuttoainetta B, 15 tila-5 vuus-% isodekanolia ja 70 tilavuus-% Escaid 120 (paloöljy); lämpötila pidetään 55 °C:ssa ja uuttosaanto (% Ga siirtynyt OF:iin) määritetään 2, 5 ja 15 minuutin jälkeen.

Toisessa ja kolmannessa kokeessa, jotka suoritettiin samoissa olosuhteissa kuin ensimmäinen koe, aine B 10 korvattiin vastaavasti aineilla C ja D.

Seuraavat tulokset saadaan:

Koe Uuttosaanto (%) nro Uuttoaine__2’ \ 5' 1S> 1 B 36.7 57.5 90,3 15 2 C 17,9 50,0 80,8 3 D 9,8 33,7 74,8 Nämä tulokset osoittavat selvästi, että galliumin 20 uuttumiskinetiikka nousee merkittävästi, kun uuttoaineella on suurempi aktiivisen komponentin sisältö.

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä testataan uuttoaineiden A, B ja D kineettistä käyttäytymistä antimonia uutettaessa.

25 Ensimmäisessä kokeessa yksi tilavuusosa hapanta antimoniliuosta, joka sisältää 10,2 g/1 Sb, 80 g/1 As ja 109 g/1 H2S04-liuosta, saatetaan kosketukseen 1,4 tilavuusosan kanssa orgaanista faasia, jossa on 18 tilavuus-% ainetta A, 25 tilavuus-% isodekanolia ja 57 tilavuus-% 30 Escaid 110; orgaaninen faasi on aikaisemmin tehty happa-meksi 120 g/1 H2S04-liuosta; lämpötila pidetään 35 °C:ssa ja uuttosaantoprosentti (% Sb siirtynyt OF:iin) määritetään 1, 2 ja 5 minuutin jälkeen.

Toisessa ja kolmannessa kokeessa, jotka suoritet-35 tiin samoissa olosuhteissa kuin ensimmäinen koe, aine A korvattiin vastaavasti aineilla B ja 0.

Il 90828 13

Seuraavat tulokset saadaan: „ Uuttosaanto (%)

Koe---— nro Uuttoaine 1 ·__2J__5»_ 1 A 70;5 70,5 71,5 5 2 B 65,6 67,7 69,6 3 D 60,8 64,7 67.7

Tulokset osoittavat selvästi, että antimonin uut-10 tumiskinetiikka nousee merkittävästi, kun uuttoaineella on suurempi aktiivisen komponentin määrä.

Esimerkki 4 Tässä esimerkissä testataan uuttoaineiden A, B ja D kineettistä käyttäytymistä germaniumia uutettaessa.

15 Ensimmäisessä kokeessa yksi tilavuusosa hapanta germaniumliuosta, joka sisältää 0,75 g/1 Ge ja 120 g/1 H2S04, saatetaan kosketukseen 0,5 tilavuusosan kanssa orgaanista faasia, joka sisältää 10 tilavuus-% ainetta A, 25 tilavuus-% isodekanolia ja 65 tilavuus-% Escaid 110, 20 tämän orgaanisen faasin ollessa aikaisemmin tehty happa-meksi saattamalla se yhteen 120 g/1 H2S04-liuoksen kanssa; lämpötila pidetään 35 °C:ssa ja uuttosaantoprosentti (%

Ge siirtynyt OF:iin) määritetään 1, 2 ja 5 minuutin jälkeen.

25 Toisessa ja kolmannessa kokeessa, jotka suoritetaan samoissa olosuhteissa kuin ensimmäinen koe, aine A korvataan vastaavasti aineilla B ja D.

Seuraavat tulokset saadaan: i ..... Uuttoprosentti on Koe Uuttoaine -*-- nro__1' 2' 5' 1 A 95,9 98,5 99,7 2 B 95,2 98,4 99,6 3 D 92,1 96,7 99 35 14 Nämä tulokset osoittavat, että germaniumin uut-tumiskinetiikka parantuu, kun uuttoaineen aktiivisen komponentin määrä on suurempi.

Esimerkki 5

5 Tässä esimerkissä testataan uuttoaineita B, C ja D

sisältävien orgaanisten faasien asettumiskäyttäytymistä.

Ensimmäisessä kokeessa yksi tilavuusosa emäksistä galliumliuosta, joka sisältää 9,9 g/1 Ga ja 57 g/1 NaOH, sekoitetaan 30 minuuttia kahden tilavuusosan kanssa orgaa- 10 nista faasia, joka sisältää 15 tilavuus-% ainetta B, 15 tilavuus-% isodekanolia ja 70 tialvuus-% Escaid 120, kun lämpötila pidetään 55 °C:ssa ja sitten asettumisaika määritetään, kuten myös asettuneen orgaanisen faasin Ga-kon-sentraatio.

15 Toisessa ja kolmannessa kokeessa, jotka suoritet tiin samoissa olosuhteissa kuin ensimmäinen koe, aine B korvataan vastaavasti aineilla C ja D.

Seuraavat tulokset saadaan: „ Koe 20 nro__Uuttoaine Asettumisaika /Ga/OF (g/1) 1 B 1’58" 4,898 2 C 2’36" 4,597 3 D 4'34" 4,520 25 Nämä tulokset selvästi osoittavat, että asettumisaika merkittävästi vähenee, kun uuttoaineen aktiivisen komponentin määrä on suurempi.

Esimerkki 6 30 Tämä esimerkki koskee platinan ja palladiumin uut tamista aineilla B ja D.

Ensimmäisessä kokeessa yksi tilavuusosa 3N HC1-liuosta, jossa on 51,6 g/1 Pd ja 12,1 g/1 Pt sekoitetaan 20 eC:ssa 10 minuuttia viiden tilavuusosan kanssa orgaa- 35 nista faasia, joka sisältää 20 tilavuus-% ainetta B, 25 15 90828 tilavuus-% isodekanolia ja 55 tilavuus-% Escaid 120 tämän orgaanisen faasin ollessa aikaisemmin tehty happameksi saattamalla se yhteen 3N:n HCl-liuoksen kanssa. Sitten näiden faasien annetaan asettua. Täydellinen asettuminen 5 saavutetaan 13 minuutin jälkeen: faaseissa ei ole saostu maa. Vesifaasissa huomataan olevan 3,935 g/1 Pd ja 0,116 g/1 Pt ja orgaanisessa faasissa 9,590 g/1 Pd ja 2,420 g/1 Pt. Jakautumiskerroin Pdrlle on siten 2,437 ja Pt:lle 20,86. Pt voidaan poistaa orgaanisesta faasista vedellä 10 ja Pd 6 - 8 N:11a HCl:lla.

Toisessa kokeessa yksi tilavuusosa hapanta liuosta, koostumuksen ollessa sama kuin ensimmäisessä kokeessa käytetyn liuoksen, sekoitetaan 20 °C:ssa viiden tilavuusosan kanssa orgaanista faasia, joka sisältää 20 tilavuus-% ai-15 netta D, 25 tilavuus-% isodekanolia ja 55 tilavuus-% Escaid 120 ja joka on aikaisemmin tehty happameksi. Hyvin pian muodostuu ruskehtava saostuma seokseen, mikä tarkoittaa, että orgaaninen faasi ei sovi samanaikaiseen Pd:n ja Pt:n uuttamiseen HCl-liuoksista. Märän saostuman analyysi 20 osoittaa, että se sisältää noin 10 % Pt ja 0,5 % Pd.

Esillä olevan keksinnön menetelmä on hyvin käyttökelpoinen, kun metalli täytyy erottaa emäksisestä liuoksesta, varsinkin liuoksesta, jonka pH on yli 13; se on siten erityisen hyvä galliumia sisältävien Bayerin mene-25 telmän natriumaluminaattiliuosten uuttamiseen. Keksinnön menetelmä on myös hyvin hyödyllinen, kun metalli täytyy ottaa talteen vaiheessa (c) orgaanisesta faasista emäksisen liuoksen avulla, varsinkin käytettäessä liuosta, jonka pH on yli 13, kuten germaniumin ja antimonin ollessa ky-30 seessä. Se on myös erittäin hyödyllinen arvokkaiden metallien, kuten indiumin talteenottamiseksi. Se on lisäksi hyvin hyödyllinen jalometalleja erotettaessa, varsinkin platinaa, koska se sallii operoimisen ympäröivässä lämpötilassa uuttoaineen kanssa, jonka aktiivisella komponen-35 tiliä on tyydyttynyt sivuketju; tällainen uuttoaine hajoaa 16 paljon nopeammin kuin uuttoaine, jonka aktiivisella komponentilla on tyydyttymätön sivuketju.

On selvää, että ilmaisu "uuttoaine, joka koostuu toisaalta aktiivisesta komponentista, joka on joko substi-5 tuoitu 8-hydroksikinoliini tai substituoitujen 8-hydrok-sikinoliinien seos ja toisaalta mainitun uuttoaineen val-mistussivutuotteista", jota on käytetty tässä aikaisemmin ja patenttivaatimuksissa, tarkoittaa reagenssia, jota ei ole vielä laimennettu sen jälkeen, kun se on syntetisoitu 10 (siis saattamalla reagoimaan 8-hydroksikinoliini substi-tuoivan aineen kanssa) ja puhdistettu, koska puhdistuksen jälkeen lisätyt laimennusaineet eivät ole reagenssin val-mistussivutuotteita.

li

Claims (10)

90828

1. Menetelmä metallin erottamiseksi, joka muodostaa kompleksin 8-hydroksikinoliinin kanssa, mainittua me- 5 tallia sisältävästä vesiliuoksesta, jolloin menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) saatetaan vesiliuos kosketukseen nestemäisen tai kiinteän orgaanisen faasin kanssa, joka sisältää uut-toainetta, joka koostuu toisaalta aktiivisesta komponen- 10 tista, joka on substituoitu 8-hydroksikinoliini tai subs-tituoitujen 8-hydroksikinoliinien seos, ja toisaalta mainitun uuttoaineen valmistuksen sivutuotteista, sellaisessa pH:ssa, että vähintään osa mainitusta metallista siirtyy vesiliuoksesta orgaaniseen faasiin, jolloin saadaan maini-15 tusta metallista vapautunut vesifaasi ja mainitulla metallilla kuormitettu orgaaninen faasi; (b) erotetaan mainitusta metallista vapautunut vesifaasi mainitulla metallilla kuormitetusta orgaanisesta faasista; 20 (c) otetaan talteen mainittu metalli kuormitetusta orgaanisesta faasista; ja (d) käytetään uudelleen vaiheessa (a) orgaaninen faasi, joka tyhjennettiin vaiheessa (c), tunnettu siitä, että uuttoaine sisältää vähintään 25 90 paino-% aktiivista komponenttia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttoaineen standardikuparikuormi-tuskapasiteetti on vähintään 0,9 g Cu/10 g uuttoainetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että substituoidu(i)lla 8-hydrok- sikinoliin(e)illa on kaava 35 (pXpXc H OH 5 jossa n on välillä 5-15.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että vaihe (a) suoritetaan emäksisessä väliaineessa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaihe (a) suoritetaan pH:ssa yli 13.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (c) suoritetaan 15 emäksisessä väliaineessa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (c) suoritetaan pH:ssa yli 13.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen mene- 20 telmä, tunnettu siitä, että metalli on gallium.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 ja 5 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli on germanium tai antimoni.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene-25 telmä, tunnettu siitä, että metalli on indium tai platina. Il 90828